ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LA CUENCA Y DE LA RED DE DRENAJE …

Boletín de la A.G.E. N.º 38 - 2004, págs. 311-329

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ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LA CUENCAY DE LA RED DE DRENAJE DEL RÍO ZADORRA

Y SUS AFLUENTES APLICADO A LA PELIGROSIDADDE CRECIDAS

Askoa Ibisate González de MataucoDpto. Geografía, Prehistoria y Arqueología

Universidad del País Vasco

RESUMEN

Se analizan las características morfométricas de la cuenca y la red de drenaje del ríoZadorra y sus principales afluentes, señalando la influencia que estos factores tienen en laintensificación o posible atenuación de los procesos y la peligrosidad de las crecidas del río.

Palabras clave: peligro de crecidas, morfometría, cuenca hidrográfica, red de drenaje, ríoZadorra.

ABSTRACT

This paper analizes the morphometric characteristics of Zadorra basin and stream net-work, as those of his tributaries in relation to the effects on floods processes and hazard.

Key words: Flood hazard, Morphometry, Hydrographic basin, Drainage network, Zado-rra river.

Fecha de recepción: mayo 2004Fecha de admisión: julio 2004

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I. INTRODUCCIÓN

El comportamiento del caudal y el de las crecidas, puede verse modificado por una seriede propiedades morfométricas de las cuencas, como son el tamaño, la forma y la pendiente,que resultan muy importantes en la respuesta del caudal recibido y que pueden operar tantopara atenuar como para intensificar las crecidas. La mayor parte de estas propiedades actúanincrementando el volumen del flujo y la velocidad de su movimiento. (JONES, 1997; WARDy ROBINSON, 2000)

Sobre la base de las características morfométricas de las cuencas, se han obtenido fórmu-las para obtener caudales máximos atendiendo a que esas propiedades afectan a la respuestade caudal según la superficie de la cuenca (JONES, 1997). Existe una gran variedad de estu-dios e índices morfométricos, fruto del interés que se mostró por los mismos a mediados desiglo XX en Estados Unidos (HORTON, 1945; MILLER, 1957) y en los años 80 e inclusomás recientemente en nuestro entorno (SALA y GAY, 1981; ANTIGÜEDAD, 1982; CRUZ-SAN JULIÁN y TAMÉS, 1983; ERASO, 1983; JARDÍ, 1985; VIDAL-ABARCA et al,1987; SÁNCHEZ, 1990; SENCIALES, 1999). En este trabajo se analizan las características

Askoa Ibisate González de Matauco

Boletín de la A.G.E. N.º 38 - 2004

(Fuente: Confederación Hidrográfica del Ebro y elaboración propia).

Figura 1. Mapa de localización de la cuenca del río Zadorra en la del Ebro.

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morfométricas del río Zadorra y sus principales afluentes de cara al comportamiento hidro-lógico de las crecidas del río principal y sus tributarios.

La cuenca del río Zadorra se sitúa en la zona de cabecera de la cuenca del Ebro, en elcual desemboca por su margen izquierda (Fig. 1). La altura máxima de la cuenca se alcanzaen la cima del monte Gorbea, con 1.482 m de altitud, situado en el extremo noroccidental, yel punto más bajo se alcanza en la desembocadura en el río Ebro, a 450 m. Su red de drenajeha sido labrada sobre materiales carbonatados del Cretácico Superior y el Terciario, sobrelos cuales se han asentado materiales cuaternarios en la zona del fondo de valle. Cuenta conunas características climáticas de transición entre el clima puramente oceánico y el medite-rráneo (RUIZ URRESTARAZU, 1982), con precipitaciones medias anuales que oscilanentre los 500 mm del tramo bajo y 1.500 mm del tramo alto. Se diferencian tres comarcasambientales: las montañas de la divisoria cantábrico-mediterránea, los valles y montañassubatlánticos y los valles y montañas submediterráneos (ASEGINOLAZA et al., 1988). Enla primera comarca los hayedos potenciales han sido relegados a zonas de roquedo y susespacios ocupados por plantaciones forestales, el brezal argomal y prebrezales; en elsegundo ambiente dominan los cultivos inscritos sobre los terrenos potenciales del robledal,que han quedado relegados a pequeños bosquetes isla, además en los pequeños cerros sesitúan los quejigales y en laderas de umbría los hayedos. Por último, en los valles y monta-ñas submediterráneos, los quejigales quedan relegados a cerros y sus espacios están ocupa-dos por cultivos y formaciones del tipo enebrales-pasto con junquillo (ASEGINOLAZA etal., 1990). En el centro de la cuenca se localiza un sistema de embalses que regula 416 km2

de cuenca, y que por tanto modifica en parte las respuestas que la morfometría puede ejer-cer sobre las crecidas.

Las principales subcuencas del río se muestran en el Fig. 2, siendo la de mayor entidad lacuenca del río Ayuda, con 309 km2, que drena los ámbitos más submediterráneos de lacuenca; seguida de la del río Santa Engracia, con 178 km2, la más septentrional y con mayoraportación pluviométrica; Alegría, con 115,7 km2; Zayas, 91,94 km2; Santo Tomás, 74,38 km2

y Oka, 33,51 km2.

II. ÁREA DE ESTUDIO

Las cuencas más grandes tienden a recoger mayor cantidad de precipitación que laspequeñas, por lo que en principio la crecida es más voluminosa; sin embargo, el tiempo derespuesta entre la precipitación y el pico de crecida y la duración del caudal de la tormentaes más larga. Pero además, cuando la tormenta precipita sólo en una parte de la cuenca, laatenuación en el hidrograma de crecida resultante es mayor, a medida que se mueve a tra-vés de la red de drenaje hacia la sección de cierre, en una cuenca amplia que en unapequeña.

En lo que al Zadorra se refiere es la subcuenca del Ayuda la que mayor entidad presenta(Cuadro 1), sin embargo al drenar ámbitos climáticos más secos no es la cuenca que mayorincidencia presente en las crecidas.

Análisis morfométrico de la cuenca y de la red de drenaje del río Zadorra y sus afluentes aplicado a la peligrosidad de crecidas


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(Fuente: Confederación Hidrográfica del Ebro, Gobierno Vasco y elaboración propia).

Figura 2. La cuenca del río Zadorra y sus subcuencas.

Cuadro 1SUPERFICIE DE LA CUENCA PRINCIPAL Y SUBCUENCAS

Elaboración propia.

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III. PENDIENTE

Otra de las propiedades de la cuenca es la pendiente; las cuencas de mayores pendientestienen una escorrentía más veloz y sus hidrogramas, por tanto, tienden a responder más rápi-damente a la precipitación, incrementando los caudales punta (SHERMAN, 1932; HOR-TON, 1945; STRAHLER, 1964). Las cuencas más alargadas tienden a una respuesta másdifusa, en comparación con las respuestas de tormentas de caudales altos en cuencas com-pactas. Esto se debe a que la escorrentía que drena todos los límites de una cuenca compactatiene distancias similares de trayecto desde todos los cuadrantes y llega al colector principalal mismo tiempo, mientras que en cuencas de forma alargada al agua le cuesta bastante máscircular desde la parte alta de la cuenca hasta el final. Así pues, la forma de la cuenca y elmodelo de red de drenaje se combinan para influenciar en el tamaño y forma de los picos decrecida a la salida de la cuenca (WARD y ROBINSON, 2000).

En la cuenca del Zadorra se dan lugares con fuertes pendientes, en los límites de la cuencay una gran zona bastante llana. Si analizamos la pendiente de los diferentes cursos fluvialeses la del río Santo Tomás la que mayores pendientes presenta (36,74%) y que por tantomayor rapidez en la concentración de las aguas puede producir, seguido muy de cerca por elrío Barrundia (34,67%), Oka (28,33%) y Alegría (20,39%). También son considerables lasdel río Zayas (15,14%) y algo menos el Ayuda (11,84%), el río Santa Engracia mientrastanto apenas presenta un 5,2% y finalmente el río principal con una escasa pendiente del0,7%, alcanzando en su primer tramo una pendiente del 13%, pero que luego rápidamente sesuaviza.



Cuadro 2PENDIENTE DE LOS RÍOS PRINCIPALES

IV. ÍNDICES DE COMPACIDAD, CIRCULARIDAD Y ELONGACIÓN

La forma de la cuenca ha sido comparada con diferentes formas ideales, algunas con máséxito que otras. El índice de compacidad de Gravelius (GRAVELIUS, 1914) compara la lon-gitud del perímetro con la circunferencia de un círculo con igual superficie que la cuenca. Elíndice de circularidad de Miller (MILLER, 1953) compara el área de la cuenca con el área deun círculo cuya circunferencia es igual al perímetro de la cuenca, es decir, lo contrario al

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índice de Gravelius. La razón de elongación compara la longitud del eje mayor de la cuencacon el diámetro de un círculo de igual área, mientras que el factor de forma de HORTONcompara el área de la cuenca con la de un cuadrado con los lados iguales al eje mayor de lacuenca.

El índice de compacidad de una cuenca o índice de Gravelius (Ic) (GRAVELIUS, 1914;HORTON, 1932; JARDÍ, 1985), nos señala la mayor o menor compacidad de la cuenca a tra-vés de la relación entre el perímetro de la cuenca y la circunferencia del círculo que tenga lamisma superficie que la cuenca:

Cuanto más cercano esté el índice a la unidad, se considera que la cuenca tiene una formamás circular y que por tanto es más compacta, y va aumentando conforme disminuye lacompacidad.

El índice de compacidad de la totalidad de la cuenca del Zadorra es de 1,44 (Cuadro 3), demanera que podemos considerar que la cuenca tiene una forma un tanto ovalada, y la com-pacidad no es muy alta. Teniendo en cuenta que cuanto más redonda es una cuenca más tardaen llegar la onda de crecida a la desembocadura, pero al mismo tiempo más acusado es elcaudal punta, se puede decir que en la cuenca del Zadorra las características morfométricasrelativas a la compacidad no intensifican el vigor de las crecidas, al menos en la desemboca-dura. De todas las subcuencas, la del Santo Tomás es la que se acerca más a la circularidad,mientras que las cuencas del Santa Engracia y Zayas son las menos compactas. Se han obte-nido también los índices de compacidad del río Zadorra en los puntos de desembocadura de



Cuadro 3ÍNDICE DE COMPACIDAD DE LA CUENCA DEL ZADORRA Y SUBCUENCAS


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tres afluentes, Santa Engracia, Alegría y Zayas, para analizar la simultaneidad que puedanpresentar las ondas de avenida y los efectos de intensificación que pueda producir en las cre-cidas. En los tres casos el curso principal del Zadorra en el punto de confluencia presentaíndices de compacidad mayores, especialmente en los casos del Zadorra hasta el Alegría(1,96) y del Zadorra hasta el Zayas (1,73). Ello indica mayor vigorosidad a priori de losafluentes en ese punto, aunque la onda de crecida pueda empezar a manifestarse antes en elcurso principal.

El factor de circularidad de Miller (Rc) (MILLER, 1953), donde se pone en relación elárea de la cuenca y el área de un círculo de igual perímetro:

Los valores oscilan entre 0 y 1, y el máximo valor equivale a la unidad, lo que corres-pondería a una cuenca de forma circular.

Atendiendo a los resultados del factor de circularidad de Miller para la cuenca del Zado-rra y sus subcuencas (Cuadro 4), la forma más y menos circular corresponden de nuevo a lassubcuencas del Santo Tomás, y Santa Engracia y Zayas, respectivamente. La cuenca delZadorra con un factor de 0,47 podemos considerarla de escasa circularidad. Los puntos delZadorra coincidentes con la confluencia de los ríos Santa Engracia, Alegría y Zayas presen-tan valores muy bajos de circularidad, especialmente en la confluencia con el río Alegría. Locual vuelve a concluir que en general esta característica morfométrica no intensifica las cre-cidas del río y una mayor vigorosidad, en principio, de los afluentes que del colector princi-pal en sus puntos de confluencia.



Cuadro 4FACTOR DE CIRCULARIDAD DE LA CUENCA DEL ZADORRA Y SUBCUENCAS


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La razón de elongación (Re), es la relación entre el diámetro de un círculo con igual áreaque la de la cuenca y la longitud máxima de la misma. La fórmula propuesta por SCHUMM(1956) es la siguiente:

Es la fórmula más extendida para calcular la razón de elongación, debido a que es la quemejor correlación guarda con la hidrología de la cuenca (LÓPEZ BERMÚDEZ et al., 1988).Así valores de Re inferiores a 1 implicarán formas alargadas, cuanto menor sea Re más alar-gada será la forma de la cuenca (JARDÍ, 1985). A diferencia de los anteriores índices anali-zados, la razón de elongación atiende a la relación del área con el cauce principal que ladrena. Sin embargo, la denominación de cauce principal es variable y muy subjetiva, encasos en los que no se dan fundamentos ni de ángulo, ni de tamaño, ni de cotas, que diferen-cien una subcuenca de otra, especialmente cuando nos encontramos en bajos órdenes jerár-quicos (SENCIALES, 1999).

De los datos obtenidos en la cuenca del Zadorra y algunas de sus subcuencas (Cuadro 5)se deduce que todas tienen valores menores de 1, y por tanto que en general todas son alar-gadas; sin embargo, pueden apreciarse diferencias entre ellas. La cuenca del Zayas es la demenor índice de elongación, con un valor de 0,36. Hecho que corrobora lo indicado porSENCIALES (1999) respecto a que los índices más bajos se dan en áreas de gran meandri-zación y baja pendiente, siguiéndole en importancia las cuencas de montaña, escarpadas yalargadas. En el caso del río Zayas, dibuja numerosos meandros y gran parte de la cuenca

Cuadro 5RAZÓN DE ELONGACIÓN DE LA CUENCA DEL ZADORRA Y SUBCUENCAS


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tiene bajas pendientes, pero la forma de la cuenca es claramente alargada. Los bajos valoresdel Ayuda y Santa Engracia, 0,41 y 0,43 respectivamente, se deben a la meandrización deambos y bajas pendientes en amplios tramos del río. Entre los valores más altos encontramosel río Santo Tomás (0,67), Barrundia (0,56), Alegría (0,53), Oka (0,49) y Zadorra (0,47); sibien estos últimos valores también son inferiores a 1, se aprecian formas algo más circularesen comparación con el resto. En este caso el río Zadorra en la confluencia de los ríos SantaEngracia y Alegría presenta índices de elongación inferiores a las cuencas confluyentes,salvo en el caso del Zayas, que presenta formas más alargadas que la de la cuenca del ríoZadorra en su punto de confluencia, favorecido por esa alta meandrización.

GREGORY y WALLING (1973) señalaron que cuanto más redonda es una cuenca másretardo existe entre el momento de precipitación y el momento de crecida en la desembo-cadura, pero al mismo tiempo, más acusada y súbita es la misma crecida, y por tanto másalto el riesgo de inundaciones (SALA y GAY, 1981). De modo que cabe esperar que apenasse den crecidas repentinas en ningún cauce de la red de drenaje, y por tanto sean muy esca-sas las crecidas relámpago, predominando las crecidas de valle, que son bastante previsi-bles.

En definitiva, los índices nos señalan formas fundamentalmente alargadas de la cuencadel río Zadorra y las de sus afluentes. Además la comparación de los índices de la subcuencadel río Alegría y la del río Zadorra en su punto de confluencia es de gran interés, dado que laconfluencia se realiza en un ángulo de 90º, con graves riesgos de efectos de presa hidráulica,si a ello se le añade una sincronización de las ondas de avenida los efectos de las crecidas ylos fuertes desbordamientos pueden intensificarse de manera clara. El análisis de los índicesmorfométricos indica que en principio la crecida empieza a notarse en el río Zadorra en pri-mer lugar, ateniéndonos a su forma más alargada, en cambio es en el río Alegría donde esascrecidas pueden considerarse algo más vigorosas por su mayor compacidad y pendientessuperiores. Sin embargo, el río Zadorra en ese punto se encuentra claramente condicionadopor la situación de los embalses y la gestión de desembalses que pudiera realizarse en losmomentos de crecida, por ello un retardo de la onda natural de avenida en fuertes crecidas,que obliguen a intensos desembalses, puede generar daños todavía mayores en ese punto deconfluencia, dado que puede hacer coincidir los caudales punta de ambos cursos fluviales. Taly como se ha comprobado que ya sucedió en el evento del 30 de diciembre de 1960 donde seseñaló «pues si la avenida del Zadorra se hubiera retrasado unas horas y atenuado su cau-dal, podían haber pasado previamente los máximos de las avenidas de los afluentes Alegríay Santo Tomás, aminorándose los desbordamientos de éste a su paso por la Zona Industrial»(Expediente municipal 26/035/011).

V. LA RED DE DRENAJE

La red de drenaje es el sistema jerarquizado de cauces, desde los pequeños surcos hastalos ríos, que confluyen unos en otros configurando un colector principal de toda una cuenca.Su función es el transporte de materia y energía en el interior de la cuenca. Desde una pers-pectiva ecológica es un ejemplo de autoorganización. La morfología de la red, la densidad dedrenaje y los órdenes jerárquicos alcanzados son parámetros fundamentales de estudio quedependen de los caracteres geomorfológicos y bióticos del sistema.



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El análisis morfométrico y la obtención de la red de drenaje (Fig. 3) se ha realizado mar-cando todos los talweg que se apreciaban a partir de cartografía base a 1:50.000, tanto siresultaban cauces permanentes como no, dado que en momentos de crecidas todos esoscauces funcionan recolectando y transportando caudal. Para realizar la contabilización tam-bién se han tenido en cuenta la configuración de la red de drenaje del espacio cubierto por elagua de los pantanos, basándonos en la cartografía previa a su construcción. La escala se eli-gió por considerarse apropiada para las dimensiones de la cuenca (JARDÍ, 1985), a pesar deque ello puede suponer errores de hasta 50 m aproximadamente (SENCIALES, 1998, 1999),pero además se eligió por criterios de homogeneidad recomendables para el estudio de lamorfometría fluvial, tal y como señaló SÁNCHEZ (1990) citando a autores comoROSELLÓ (1985), MARTÍNEZ (1986), CASTILLO y GONZÁLEZ (1986) y PÉREZCUEVA (1988).

El estudio de la red de drenaje puede abordarse de dos formas, ambas indicadoras de losprocesos erosivos actuales a través de la mutua influencia de sus parámetros y de la relacióncon los demás componentes del medio (CUESTA, 2001).

La primera forma consiste en un análisis descriptivo de la red fluvial, relacionándolacon las características litológicas y geológicas del sustrato, como también con la forma y tex-



Figura 3. Red de drenaje de la cuenca del río Zadorra.

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tura de la red de drenaje. Así la dinámica erosiva de la red hidrográfica es «el resultado de unsistema de transferencia de materia y energía cuyo grado de eficiencia se refleja en la dis-posición espacial de la red de drenaje» (COOKE y DOORNKAMP, 1974). Existen gran can-tidad de estudios que realizan un análisis de la descripción y cuantificación de la red dedrenaje, entre ellos los realizados por WAY (1978) y MORISAWA (1985).

En general podemos considerar la red de drenaje del Zadorra como de forma dendrítica;sin embargo, se pueden apreciar diferencias a lo largo y ancho de la cuenca. La forma máspropiamente dendrítica se da en la zona entre la cuenca del Barrundia y el tramo alto delZadorra, donde se da una alternancia entre las lutitas, margas, areniscas y calizas, y la cuencadel Ayuda, donde también hay presencia de lutitas. Los barrancos que descienden de Elgea yUrkilla, se pueden considerar que forman una red paralela, al igual que los que descienden dela sierra de Entzia, en la zona más suroriental. El río Arganzubi, afluente del Alegría y situadoentre el tramo alto del Zadorra y el propio cauce del Alegría, presenta una disposición sub-paralela, condicionados por el relieve.

Además WAY (1978) estableció una clasificación de la red de drenaje atendiendo a la tex-tura y la forma, en la que consideró la influencia de los factores litológicos, edáficos y topo-gráficos, donde la permeabilidad del suelo juega un importante papel. Así la clasificó en tresgrupos: fina, media y gruesa, en función de la densidad de hilillos de agua que la red ha sidocapaz de excavar. En general la densidad es bastante elevada, y las zonas con menor densidadde drenaje coinciden con las zonas más llanas, cultivadas o urbanizadas (ciudad de Vitoria yel aeropuerto de Foronda), donde los cauces se encuentran canalizados e incluso embocina-dos, o también la parte de la cuenca del Alegría.

El segundo enfoque, la topología de la red de drenaje, se analiza bajo un punto de vistacuantitativo, comparando las redes de las diversas subcuencas y relacionando internamentesu propia estructura, poniendo de manifiesto observaciones significativas subyacentes entreformas y procesos hidrológicos y erosivos (CUESTA, 2001). Existen diferentes métodos dejerarquización de la red de drenaje, entre los que se encuentran los de HORTON (1945),STRAHLER (1964), SHREVE (1966) y SCHEIDEGGER (1965). Para establecer la jerar-quización de los cauces de la cuenca del Zadorra hemos utilizado el método de STRAHLER,por ser el más difundido y sencillo de aplicar. Para ello, a partir de la representación de la reddrenaje se realizó la jerarquización de los cauces.

De acuerdo con el Cuadro 6, la cuenca del Zadorra tiene un orden 7, que alcanza ya en elprimer tramo del mismo, justo en la confluencia entre el tramo alto del Zadorra y el ríoBarrundia en la cola del embalse de Ullibarri. Muchas son las subcuencas que alcanzan elorden 6. Sin embargo en varios estudios se indica que la red de drenaje del Zadorra es sola-mente de orden 4 (RALLO et al., 1992), lo que puede ser debido a que la jerarquización nose ha realizado de manera exhaustiva, marcando todos los surcos, sino a partir de los caucesprincipales.

En igualdad de condiciones en relación al área, clima y sustrato, cuanto más alto es el ordende la cuenca mayor es su grado de desarrollo fluvial (HORTON, 1945). Por tanto, debido a latipología del sustrato y a la cobertura vegetal, la mayor jerarquización se da en el tramo alto delrío Zadorra y no en la zona más al septentrional, en la subcuenca del Santa Engracia, donde lamayor pluviosidad haría prever una mayor jerarquización, sin embargo la mayor dureza de losmateriales y una cobertura vegetal más densa disminuyen esa jerarquización.



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Cuadro 6SISTEMA DE ÓRDENES SEGÚN STRAHLER EN LA CUENCA DEL ZADORRA Y SUBCUENCAS


De la clasificación jerárquica de los órdenes se establecieron algunas leyes, HORTON(1945) y STRAHLER (1964) definen una serie de leyes morfométricas relacionando elnúmero de cauces, sus longitudes, pendientes y áreas de drenaje en una cuenca con el ordende cauces, basándose, por ejemplo, en que la longitud de los cauces afecta claramente a losratios de recogida de aguas y su transmisión aguas abajo para el caso de la longitud, de igualmodo para el resto de variables. Hemos aplicado la Razón de bifurcación (Rb), que relacionael número de cauces de un orden con el número de cauces de orden inmediatamente superior,por ser una de las variables más significativas de cara al comportamiento del sistema fluvial(CUESTA, 2001). HORTON (1945) estableció que según la ley de números de cauce «elnúmero de cauces de diferentes órdenes dentro de una cuenca dada tiende a aproximarse auna progresión geométrica inversa en la que el primer término es la unidad y la razón es unarelación constante de bifurcación».

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Cuadro 7RAZÓN DE BIFURCACIÓN DE LA CUENCA DEL ZADORRA Y SUBCUENCAS


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Hemos obtenido los valores de Rb correspondientes a cada cuenca realizando una mediaaritmética de la relación de bifurcación hallada entre los diferentes órdenes de cada cuenca(RALLO, 1992). Otros autores como LLAMAS (1993) utilizan una media ponderada por elnúmero de cauces de cada orden.

Los valores de Rb superiores a 4 indican una torrencialidad moderadamente alta(STRAHLER, 1964). No obstante, la comparación sólo es representativa entre cuencas o sub-cuencas que tengan el mismo orden. De manera que la cuenca del Ayuda, en comparacióncon el resto de cuencas de orden 6 se muestra como la más torrencial de todas, con una razónde bifurcación de 5,1, debido a la torrencialidad de su propia cabecera y la de los afluentescomo Markinez, Saraso o Arrieta; los ríos de cabecera del Santa Engracia presentan una altarazón de bifurcación, 6,1, ya que salvan grandes desniveles por proceder de cimas como elAnboto, aunque la razón de bifurcación media de un valor inferior, ante la disminución de laspendientes en el tramo medio y bajo. El Zayas es la subcuenca menos torrencial, a pesar detener un índice bastante alto, nace en las estribaciones del Gorbea, lo que le confiere ciertatorrencialidad, pero la mayor parte de su curso lo realiza por zonas llanas que la atenúan.RALLO et al. (1992) comentan que «Álava es la zona más llana de la Comunidad AutónomaVasca y sin embargo, sus cuencas más importantes (Omecillo, Bayas y Zadorra) presentanun Rb> 4,5. Esto se debe a que los segmentos de 1º orden de dichas cuencas nacen en zonasaltas y de grandes pendientes (sierras de Orduña, Gorbea y Anboto) y, en el caso de los ríosBayas y Zadorra, atraviesan también un área fragmentada por planos de fallas perpendicu-lares al eje de los mismos».

La relación de bifurcación también se relaciona con una diferente respuesta a las crecidas,más si se combina con otras características morfométricas de la cuenca como la compacidad(STRAHLER, 1964; WARD y ROBINSON, 2000). Anteriormente, en relación a la razón deelongación, se ha señalado que cuanto más redonda es una cuenca más retardo existe entre elmomento de precipitación y el momento de crecida en la desembocadura, pero al mismotiempo, más acusada y súbita es la misma crecida, y por tanto más alto el riesgo de inunda-ciones. Lo cual se puede relacionar con la razón de bifurcación, de forma que cuanto másredondeada es una cuenca, menor será la razón de bifurcación y mayor el riesgo de crecidasbruscas en la desembocadura (GREGORY y WALLING, 1973; PATTON, 1988; SALA yGAY, 1981). En este caso la menor razón de bifurcación corresponde al río Zayas, que sinembargo es el que presenta una forma más alargada, lo cual no parece corresponder con loformulado por los anteriores autores, aspecto que ya señaló SENCIALES (1999). Las cuen-cas elongadas presentan un claro retardo de la concentración de la escorrentía a causa de lagran longitud del cauce principal, y con ello, mayor brusquedad de la crecida, una vez con-centradas las aguas. El hecho de que esa sea precisamente la cuenca más alargada y que porel contrario presente la razón de bifurcación más baja, se corresponde con las bajas pendien-tes que presenta la cuenca en su tramo medio y bajo (SENCIALES, 1999), y que determinanlas bajas pendientes de la totalidad del cauce (15,14%). Así este mismo autor indicó la lógicade que una baja razón de elongación generase bruscas crecidas, ante la incorporación másrápida y casi simultánea de los caudales de escorrentía de un aguacero, fluyendo casi a la vezhacia un mismo punto, lo cual sucede en el Zayas generando alguna crecida de rápida con-centración.



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VI. DENSIDAD DE DRENAJE

La densidad de drenaje (Dd), (HORTON, 1945) es otra propiedad fundamental de unacuenca, que controla la eficiencia del drenaje (JONES, 1997) y señala el estado erosivo(SENCIALES, 1999):

Se relaciona la longitud de la totalidad de cauces de la cuenca con la superficie de estaúltima.

Diversos autores han relacionado este parámetro con el clima y más concretamente la pre-cipitación y su efectividad (MELTON, 1957; MADDUMA BANDARA, 1974; ABRAHAMSy PONCYNSKI, 1984). En lo que a su relación con la respuesta hidrológica y especialmentea las crecidas GREGORY y OVENDEN (1979) utilizaron la red de drenaje para estimar cau-dales punta, y DAY (1978) señaló la fuerte correlación entre el total de la longitud de la redde cauces y el caudal. Sin embargo no parece demostrarse mayor relación entre la densidadde drenaje y el caudal.

El valor obtenido es de 8,38 km/km2, lo que según STRAHLER (1964) indica una bajadensidad de drenaje y una textura gruesa, por el recubrimiento vegetal y la litología (SEN-CIALES, 1999). Siguiendo a MORISAWA (1985) que relaciona la densidad de drenaje, elclima, la vegetación y la textura, el valor obtenido en la cuenca del Zadorra corresponde a unsuelo permeable, en clima lluvioso con una buena cobertura de vegetación y una texturamedia. La densidad de drenaje obtenida por RALLO et al (1992), 0,46 km/km2 para la cuencadel Zadorra, no tiene ningún valor desde el momento en que los cauces medidos fueron sola-mente los principales. Según CHORLEY (1969) y CARLSTON (1963) la densidad de dre-naje afecta al tipo de escorrentía, y así en zonas de alta densidad la escorrentía recorre lasuperficie rápidamente, rebajando el tiempo de concentración e incrementando el pico de cre-cida, al haber menor infiltración. De manera que en el caso del Zadorra sucede lo contrario,se registran altas tasas de infiltración y alimentación del flujo subsuperficial, lo cual suponeun factor de incremento en el tiempo de concentración y atenuamiento del caudal punta. Aello contribuye de manera importante las escasas pendientes de buena parte de la cuenca, laconcentración parcelaria y los usos agrícolas, que han supuesto una simplificación y concen-tración de los cursos de agua.

HORTON (1945) definió 1/Dd como la constante de mantenimiento de canal, es decir, lasuperficie de terreno media necesaria para soportar una unidad de longitud del cauce, y sugi-rió que podía distinguir diferentes tipos de regímenes hidrológicos, ya que se daban valoresmenores en las regiones más húmedas. En el Zadorra el valor obtenido es de 0,12 km2/km, esdecir que de media en la cuenca del Zadorra se necesitan 0,12 km2 de cuenca para mantenerun kilómetro de cauce, un valor que demuestra estar muy en relación con la pluviosidad de lacuenca, de manera que tiene un valor inferior a los de cuencas más mediterráneas del entornocomo la del Ega y del Inglares, sin embargo tienen valor superior al de cuencas cantábricas deGipuzkoa o Bizkaia.



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La frecuencia de cauces (F) es una medida no métrica, que nos da el número de caucespor unidad de área, considerando cauce como un segmento del cauce de Strahler, es decir delpunto en que inicia un tipo de orden hasta cuando cambia. En el caso del Zadorra la frecuen-cia de cauces es de 0,13, es un valor considerado como bajo, y en relación con la densidad dedrenaje, y también relacionado con menores tasas de pluviosidad.

VII. CONCLUSIONES

Del análisis morfométrico de la cuenca y la red de drenaje se desprende que la rapidez enla concentración de las aguas se ve favorecida especialmente por las pendientes, más quepor los índices de compacidad y elongación, de manera que son las cabeceras de las sub-cuencas del río Santa Engracia, Santo Tomás Barrundia y Ayuda las que presentan crecidasde mayor peligrosidad debido a esas pendientes superiores que facilitan una rápida concen-tración de las aguas. En este sentido, la interpretación de los índices de compacidad y elon-gación, debe de tomarse con cautela, sin embargo la información aportada por la razón debifurcación confirman lo concluido, siendo esas zonas las de mayor torrencialidad. En elresto de las subcuencas y en la totalidad de la del Zadorra, la vigorosidad de las crecidas esmenor, indicando crecidas de tipo de fondo de valle. Por otro lado en el caso del río Zayascoincide el hecho de ser la cuenca más alargada y la de menor razón de bifurcación, que altener unas bajas pendientes favorece la concentración de las aguas y la generación de creci-das. En las zonas de confluencia, los afluentes muestran mayor vigorosidad de sus crecidasque el colector principal.

La densidad de drenaje indica una amplia cobertura vegetal y litología dura, además deunas altas tasas de infiltración y alimentación del flujo subsuperficial, que favorece el incre-mento del tiempo de concentración y el atenuamiento del caudal punta.

De manera que puede concluirse que las características morfométricas, en general, noincrementan, sino que más bien atenúan los efectos y la vigorosidad de las crecidas.

BIBLIOGRAFÍA

ABRAHAMS, A.D. y PONCZYNSKI, J.J. (1984): «Drainage density in relation to precipi-tation intensity in the U.S.A.». Journal of Hydrology, nº 75, pp. 383-388.

ANTIGÜEDAD, I. (1982): «Análisis de la red de drenaje en la interpretación estructural.Aplicación en la cuenca del río Nervión-Ibaizabal (Bizkaia-Araba)». Lurralde, nº 5,pp. 35-45.

ASEGINOLAZA, C. et al. (1988): Vegetación de la Comunidad Autónoma del País Vasco.Vitoria, Viceconsejería de Medio Ambiente, Gobierno Vasco, 361 pp.

ASEGINOLAZA, C. et al. (1990): Mapa de vegetación de la Comunidad Autónoma del PaísVasco, 1:25.000. Vitoria-Gasteiz, Departamento de Urbanismo, Vivienda y MedioAmbiente, Viceconsejería de Medio Ambiente.

CASTILLO, V. y GONZÁLEZ, S. (1986): «Caracterización morfológica de los paisajes flu-viales madrileños». Papeles de Geografía Física, nº 11, pp. 53-62.

CHORLEY, R.J. (1969): «The drainage basin as the fundamental geomorphic unit». In Chor-ley, R.J. (Ed.): Introduction to Physical Hydrology, London, Methuen, pp. 37-59.



327

COOKE, R.U. y DOORNKAMP, J.C. (1974): Geomorphology in Environmental Manage-ment. Oxford University Press, 413 pp.

CRUZ, J. y TAMÉS, P. (1983): «Análisis cuantitativo de la red de drenaje de la cuenca del ríoDeba». Lurralde, nº 6, pp. 95-117.

CUESTA, M.J. (2001): Dinámica erosiva en los paisajes de la cuenca del río Guadajoz (Cór-doba y Jaén). Córdoba, Servicio de Publicaciones de la Universidad de Córdoba, 226 pp.

DAY, D.G. (1978): «Drainage density changes during rainfall». Earth Surface Processesnº 3, pp. 319-326.

Ente Vasco de la Energía (1991): Mapa Geológico del País Vasco 1:200.000. Instituto Tec-nológico y Geominero de España y Ente Vasco de la Energía.

ERASO, A. (1983): «Estudio morfométrico de las cuencas de los ríos Butrón, Oca, Lea yArtibai (Bizkaia)». Lurralde, nº 6, pp. 35-80.

ERASO, A. y ANTIGÜEDAD, I. (1984): «Estudio de la transformación precipitación-apor-tación en relación con los parámetros físicos de las cuencas hidrográficas. Aplicación acuatro cuencas de Bizkaia». Lurralde, nº 7, pp. 173-195.

Expediente municipal 26/035/011, Inundaciones del río Zadorra, 1960. Archivo Municipal deVitoria-Gasteiz.

GARCÍA ROSSELL, L. y VEGA DE PEDRO, R. (1982): «Caracterización e índices para-métricos de la red de drenaje de Sierra Nevada (España meridional)». Tecniterrae S-235,pp. 22-29.

GRAVELIUS, H. (1914): Flusskunde. Goschen Verlagshan dlug Berlin. En Zavoianu, I.(1985): Morphometry of Drainage Bassins. Amsterdam, Elsevier.

GREGORY, K.J. y OVENDEN, J.C. (1979): «Drainage network volumes and precipitationin Britain». Trans. Inst. Br. Geogr., New Ser. 4, 1-11.

GREGORY, K.J. & WALLING, D.E. (1973): Drainage basin form and processes. A geo-morphological approach.London, Arnold, 472 pp.

HORTON, R.E. (1932): «Drainage basin characteristics». Transactions of the AmericanGeophysical Union, nº 13, pp. 350-361.

HORTON, R.E. (1945): «Erosional development of streams and their drainage basins;hydrophysical approach to quantitative morphology». Bulletin of the Geological Societyof America, nº 56, pp. 275-370.

IBISATE, A. (2004): Las crecidas fluviales en el Zadorra: procesos, riesgos y propuestas deordenación. Tesis doctoral, 630 p. + anexo cartográfico (inédito).

JARDÍ, M. (1985): «Forma de una cuenca de drenaje. Análisis de las variables morfométri-cas que nos la definen». Revista de Geografía, nº XIX, pp. 41-68.

JONES, J.A.A. (1997): Global hydrology: processes, resources and environmental manage-ment. London, Addison-Wesley, 399 pp.

LLAMAS, J. (1993): Hidrología general. Principios y aplicaciones. Bilbao, Universidad delPaís Vasco, 635 pp.

LÓPEZ BERMÚDEZ, F. et al. (1988): Geometría de cuencas fluviales: las redes de drenajedel alto Guadalentín. Madrid, ICONA, Proyecto LUCDEME IV, 229 pp.

LÓPEZ BERMÚDEZ, F. y ROMERO DÍAZ, M.A. (1989): «Relación entre escorrentíassuperficiales y características físicas y ambientales (Alto Guadalquivir)». En GILOLCINA, A. y MORALES GIL, A. (coord.): Avenidas fluviales e inundaciones en la



328

cuenca del Mediterráneo. Alicante, Instituto Universitario de Geografía de la Universidadde Alicante. Caja de Ahorros del Mediterráneo, pp. 171-183.

MADDUMA BANDARA, C.M. (1974): «Drainage density and effective precipitation».Journal of Hydrology, nº 21, pp. 187-190.

MARTÍNEZ, J. (1986): «Características morfométricas y de la red de drenaje de algunascuencas de la Sierra de los Álamos (Moratalla, Murcia) ». Papeles de Geografía Física,nº 11, pp. 45-51.

MELTON, M.A. (1957): An Analysis of the Relation among Elements of Climate, SurfaceProperties and Geomorphology. Tech. Rep. No. 11, Dept. of Geology, Columbia Univer-sity, New York.

MILLER, V.C. (1953): A quantitative geomorphic study of drainage basin characteristics inthe Clinch Mountain area, Virginia and Tennessee. Office of Naval Research, GeographyBranch, Project NR 389-042, Technical Report, 3, Columbia University.

MORISAWA, M.E. (1968): Streams: their dynamics and morphology, New York, McGraw-Hill, 175 pp.

MORISAWA, M.E. (1985): Rivers: forms and process. London, Longman, 222 pp.PATTON, P.C. (1988): «Drainage basin morphometry and floods». In Baker, V.R.; Kochel,

R.C. & Patton, P.C. (Eds.): Flood geomorphology, New York, Wiley, pp. 51-64.PÉREZ CUEVA, A.J. (1988): Geomorfología del sector ibérico valenciano —entre los ríos

Mijares y Turia—. Valencia, Dpto. de Geografía. Universidad de Valencia, 217 pp.RALLO, A. (Dir., 1992): Caracterización hidrobiológica de la red fluvial de Alava y Gipuz-

koa. Vitoria-Gasteiz, Gobierno Vasco, 511 pp.ROMERO, M.A. y LÓPEZ BERMÚDEZ, F. (1987): «Morfometría de redes fluviales: revi-

sión crítica de los parámetros más utilizados y aplicación al Alto Guadalquivir». Papelesde Geografía Física, nº 12, pp. 47-62.

ROSELLÓ, V.M. (1985). «Los barrancos de la plataforma oriental de Palma de Mallorca».Actas del IX Coloquio AGE, 13 p.

RUIZ URRESTARAZU, E. (1982): La transición climática del Cantábrico Oriental al vallemedio del Ebro. Vitoria-Gasteiz, Diputación Foral de Álava, 650 pp.

SALA, M. y GAY, R. (1981): «Algunos datos morfométricos de la cuenca del Isábena».Notes de Geografía Física, nº 4, pp. 41-65.

SÁNCHEZ FABRE, M. (1990): «Caracterización morfométrica de la cuenca del río Ebrón.(Provincia de Teruel y Rincón de Ademuz)». I Reunión Nacional de Geomorfología,Teruel, pp. 509-520.

SCHEIDEGGER, A.E. (1965): The algebra of stream-order numbers. United States Geolo-gical Survey Professional Paper 525-B, 187 pp.

SCHUMM, S.A. (1956): «The evolution of drainage systems and slopes in badlands at PearthAmboy, New Jersey». Bulletin of the Geological Society of America, nº 67, pp. 597-646.

SENCIALES, J.M. y FERRE, E. (1992): «Análisis morfométrico de la cuenca del río Bena-margosa (provincia de Málaga)». En López Bermúdez, F.; Conesa, C. y Romero, M.A.(Eds.): Estudios de Geomorfología en España. Actas de la II Reunión Nacional de Geo-morfología, Murcia, S.E.G., pp. 365-375.

Senciales, J.M. (1998): «El análisis morfológico de las cuencas fluviales aplicado al estudiohidrográfico». Norba, nº X, pp. 155-183.



329

SENCIALES, J.M. (1999): Redes fluviales. Metodología de Análisis. Estudios y Ensayos, 34.Universidad de Málaga, 337 pp.

SENCIALES, J.M. y FERRE, E. (1992): «Análisis morfométrico de la cuenca del río Bena-margosa (provincia de Málaga)». En López Bermúdez, F.; Conesa, C. y Romero, M.A.(Eds.): Estudios de Geomorfología en España. Actas de la II Reunión Nacional de Geo-morfología, Murcia, S.E.G., pp. 365-375.

SERVICIO GEOGRÁFICO DEL EJÉRCITO. Mapas topográficos del Ejército 1:50.000.Elorrio (87), Orduña (111), Vitoria (112), Salvatierra (113), Alsasua (114), Miranda deEbro (137), Nanclares de la Oca (138), La Puebla de Arganzón (138), Eulate (139), Haro(170).

SHERMAN, L.K. (1932): «The relation of hydrographs of runoff to size and character ofdrainage basins». Transactions of American Geophysical Union, nº 13, pp. 332-339.

SHREVE, R.L. (1966): «Statistical law of stream numbers». Journal of Geology, nº 74, pp.17-37.

STRAHLER, A.N. (1964): «Quantitative geomorphology of drainage basins and channelnetworks». In Chow, V.T. (Ed.): Handbook of applied hydrology. 4-39/4-76.

VIDAL-ABARCA, M.R.; MONTES, C.; SUÁREZ, M.L. y RAMÍREZ-DÍAZ, L. (1987):«Caracterización morfométrica de la cuenca del río Segura: estudio cuantitativo de lasformas de las subcuencas». Papeles de Geografía Física, nº 12, pp. 19-31.

WARD, R.C. y ROBINSON, M. (2000): Principles of Hydrology. Suffolk, McGraw-Hill,360 pp.

WAY, D.S. (1978): The interaction Between Urbanization and Land. Quality and Quantity inEnvironmental Planning and Design. Harvard University, Cambridge.



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